1. 離子交換過程的5個步驟
離子交換過程歸納為如下幾個過程1.水中離子在水溶液中向樹脂表面擴散2.水中離子進入樹脂顆粒的交聯網孔,並進行擴散3.水中離子與樹脂交換基團接觸,發生復分解反應,進行離子交換4.被交換下來的離子,在樹脂的交聯網孔內向樹脂表面擴散5.被交換下來的離子,向水溶液中擴散影響交換的主要因素有流速、原料液濃度、溫度等。流速原料液的流速實際上反映了達到反應平衡的時間,在交換過程中,離子進行擴散—交換—擴散一系列步驟,有效地控制流速很重要。一般,交換液流速大,離子的透析量就高,未來及交換而通過樹脂層流失的量增多。因此,應根據交換容量等選擇適宜的流速。原料液濃度樹脂中可交換的離子與溶液中同性離子既有可能進行交換,也有可能相斥,液相離子濃度高,樹脂接觸機會多,較易進入樹脂網孔內,液相濃度低,樹脂交換容量大時,則相反。但液相離子濃度過高,將引起樹脂表面及內部交聯網孔收縮,也會影響離子進入網孔。實驗證明,在流速一定時,溶液濃度越高,溶質的流失量液越大。溫度溫度越提高,離子的熱運動越劇烈。單位時間碰撞次數增加,可加快反應速率。但溫度太高,離子的吸附強度會降低,甚至還會影響樹脂的熱穩定性,經濟上不利,實際生產中採用室溫操作較宜。
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2. 誰知道離子交換器主要運行方式及優缺點有哪些
離子交換器根據置換方式不同有以下幾種運行方式;
(1)順流再生、順流軟化方式:原水專及還原液均從交換器上部進屬入,向下流動。該種方式嚎水是自上向下流動,因水流動方向與還原液流動方向一致,使還原液不能很好地與失效的交換劑進行還原反應造成耗鹽量增大,軟化後的水質較差,很少使用該方式。
(2)逆流軟化、順流再生軟化方式:即還原液自上向下流動,而原水從罐的下部向上流動,軟化水自罐體上部流出。該種方式因還原液流動方向與水流動方向相反,提高了還原液的利用率,多用於小型交換器。
(3)順流軟化、逆流再生軟化方式:原水自上向下流動而還原液自下向上流動,軟水從罐體下部流出。這種方式可提高再生效果,因此軟化水的質量好,可節約食鹽量和清洗水量,一般多採用該種運行方式的交換器。
3. 離子交換器怎麼操作
離子交換器的操作步驟:
(1) 運行操作:運行時,由交換器底部進水,頂部出水。需開啟出 水閥門和進水閥門。 (2) 落床操作:當樹脂失效時(化驗出水水質不合格時),進行落床 操作。為了避免亂層,採用排水落床方式。需開啟空氣閥門和正洗排放閥門,快速的把水放完後關閉兩個閥門。
(3) 再生操作:再生時,從交換器頂部進再生液,流速要慢,再生 時間為40—50分鍾。先打開再生進鹽門和正洗排放門,再檢查再生泵上的閥門為開啟狀態,然後啟動再生泵的電源開關,啟動「開」的按鈕,直到再生液進完,啟動「停」的按鈕,最後關閉再生進鹽閥門和正洗排放閥門。
(4) 浸泡操作:即讓再生液浸泡在交換器內,時間大約為50—60 分鍾。若急需用水,此操作步驟可省略。
(5) 置換及正洗操作:置換時需開啟正洗進水閥門和正洗排放閥門, 廢液排放的流速要慢,控制流速4—5m/h。置換時間大約為30—40分鍾。正洗時仍開啟正洗進水閥門和正洗排放閥門。正洗時流速要快,時間大約為10—20分鍾。此時需從排放口取水樣,化驗水樣的硬度,當水樣的硬度≤0.08mmol/L停止正洗,關閉所有閥門。
(6) 啟床及清洗操作:啟動離子交換器時要迅速進水,進行托床, 流速為30—50m/h,在2—3分鍾內就成床,此時進行清洗,出水排放,清洗至水樣透明,化驗水質合格後,方可投入運行,需先開啟進水閥門和反洗排放閥門,合格後開出水閥門,關閉反洗排放閥門,進行正常運行。
4. 什麼是陽離子交換塔
陽離子交換塔就是一個溶液被分成2半,中間有道膜。只可以通過陽離子,而陰離子不可以同過
大概就是這樣了
5. 陽離子交換塔是什麼
陽離子交換塔 是指 離子交換樹脂裝填容器,裝填樹脂為陽離子交換樹脂,對處理液中陽離子進行選擇性吸附
6. 離子交換器的工作原理
工作原理就是離子的交換。
運行時:陽樹脂(H-R)+(M+)-->:(M-R)+(H+)
陰樹脂(OH-R)+(X-)-->:(X-R)+(OH-)
其中M+為金屬離子,X-為陰離子。
再生過程為其逆過程。
離子交換器的失效控制
離子交換除鹽水處理最簡單的流程為 陽床-陰床 組成的一級復床除鹽系統。有的一級復床除鹽系統採用單元制,即每套一級復床除鹽系統包括 陽床、(除碳器)、陰床各一台,在離子交換除鹽運行過程中,無論是陽床還是陰床先失效,都是同時再生;還有的一級復床除鹽系統採用母管制,即陽床與陽床或陰床與陰床是並聯運行的,哪一台交換器失效就再生哪一台。
1 檢測和控制原理
強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為:Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ;由此可知,水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,H+.最後被其他陽離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的Na+;因此監督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的;其反應方程為(A代表金屬陽離子,R為樹脂基團):
An+ +nRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
強鹼性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為:SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,OH-.被其他陰離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的HSiO3-;因此監督陰離子交換器失效是以漏硅為標準的;其反應方程為(B代表酸根陰離子,R為樹脂基團):
Bm- +mROH=RmB+mOH-
2 控制點和控制方法
由於母管制系統包含了單元制系統,而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸鹼消耗等優點,我們在研究中主要討論以這種結構為基礎的離子交換除鹽水處理系統。
以成都生物製品研究所蛋白分離車間純水站為例,該系統為母管制水處理系統,系統的結構為:砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐,系統產水能力為5 t/h,在系統的失效控制研究中,我們提出單元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系統的優點對系統進行失效控制。
(1)RO對各有機溶質的去除率大於NF膜。(2)不同有機溶質的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%,而對苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%)。
3 出水水質
原水經一級復床除鹽後,電導率(25℃)低於10μS/cm,水中硅含量低於100μg/L。
7. 氨氮吸收塔 氨氮脫氮塔 是什麼原理 我們廠是制葯廠 就是車間的廢液要進行脫氮處理後再去廢水站處理
廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數有機氮轉化為氨,然後可進一步轉化為硝酸鹽。目前採用的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性交換吸附、空氣吹脫及折點氯化等四種。
廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數有機氮轉化為氨,然後可進一步轉化為硝酸鹽。目前採用的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性交換吸附、空氣吹脫及折點氯化等四種。
一、生物硝化與反硝化(生物陳氮法)
(一) 生物硝化
在好氧條件下,通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用,將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程,稱為生物硝化作用。生物硝化的反應過程為:
由上式可知:(1)在硝化過程中,1g氨氮轉化為硝酸鹽氮時需氧4.57g;(2)硝化過程中釋放出H+,將消耗廢水中的鹼度,每氧化lg氨氮,將消耗鹼度(以CaCO3計) 7.lg。
影響硝化過程的主要因素有:(1)pH值 當pH值為8.0~8.4時(20℃),硝化作用速度最快。由於硝化過程中pH將下降,當廢水鹼度不足時,即需投加石灰,維持pH值在7.5以上;(2)溫度 溫度高時,硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35℃,在15℃以下其活性急劇降低,故水溫以不低於15℃為宜;(3)污泥停留時間 硝化菌的增殖速度很小,其最大比生長速率為 =0.3~0.5d-1(溫度20℃,pH8.0~8.4)。為了維持池內一定量的硝化菌群,污泥停留時間 必須大於硝化菌的最小世代時間 。在實際運行中,一般應取 >2 ,或 >2 ;(4)溶解氧 氧是生物硝化作用中的電子受體,其濃度太低將不利於硝化反應的進行。一般,在活性污泥法曝氣池中進行硝化,溶解氧應保持在2~3mg/L以上;(5)BOD負荷 硝化菌是一類自養型菌,而BOD氧化菌是異養型菌。若BOD5負荷過高,會使生長速率較高的異養型菌迅速繁殖,從而佼白養型的硝化菌得不到優勢,結果降低了硝化速率。所以為要充分進行硝化,BOD5負荷應維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
(二) 生物反硝化
在缺氧條件下,由於兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將NO2--N和NO3--N還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機底物(碳源)。以甲醇作碳源為例,其反應式為:
6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O
6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-
由上可見,在生物反硝化過程中,不僅可使NO3--N、NO2--N被還原,而且還可位有機物氧化分解。
影響反硝化的主要因素:(1)溫度 溫度對反硝化的影響比對其它廢水生物處理過程要大些。一般,以維持20~40℃為宜。苦在氣溫過低的冬季,可採取增加污泥停留時間、降低負荷等措施,以保持良好的反硝化效果;(2)pH值 反硝化過程的pH值控制在7.0~8.0;(3)溶解氧 氧對反硝化脫氮有抑製作用。一般在反硝化反應器內溶解氧應控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);(4)有機碳源 當廢水中含足夠的有機碳源,BOD5/TN>(3~5)時,可無需外加碳源。當廢水所含的碳、氮比低於這個比值時,就需另外投加有機碳。外加有機碳多採用甲醇。考慮到甲醇對溶解氧的額外消耗,甲醇投量一般為NO3--N的3倍。此外,還可利用微生物死亡;自溶後釋放出來的那部分有機碳,即"內碳源",但這要求污泥停留時間長或負荷率低,使微生物處於生長曲線的靜止期或衰亡期,因此池容相應增大。
二、沸石選擇性交換吸附
沸石是一種硅鋁酸鹽,其化學組成可表示為(M2+,2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價陽離子,M+代表Na+、K+等一價陽離子,為一種弱酸型陽離子交換劑。在沸石的三維空間結構中,具有規則的孔道結構和空穴,使其具有篩分效應,交換吸附選擇性、熱穩定性及形穩定性等優良性能。天然沸石的種類很多,用於去除氨氮的主要為斜發沸石。
斜發沸石對某些陽離子的交換選擇性次序為:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜發沸石對NH4+的強選擇性,可採用交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經再生可重復利用。
溶液pH值對沸石除氨影響很大。當pH過高,NH4+向NH3轉化,交換吸附作用減弱;當pH過低,H+的競爭吸附作用增強,不利於NH4+的去除。通常,進水pH值以6~8為災。當處理合氨氮10~20mg/L的城市嚴水時,出水濃度可達lmg/L以下。穿透時通水容積約100~150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附銨達到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。針對石灰再生的結垢問題,亦有採用2%的氯化鈉溶液作再生液的,此時再生液用量較大。再生時排出的高濃度合氨廢液必須進行處理,其處理方法有:(1)空氣吹脫 吹脫的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸氣吹脫 冷凝液為1%的氨溶液,可用作肥料;(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。
三、空氣吹脫
在鹼性條件下(pH>10.5),廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在(圖20-2)。讓廢水與空氣充分接觸,則水中揮發性的NH3將由液相向氣相轉移,從而脫除水中的氨氮。吹脫塔內裝填木質或塑料板條填料,空氣流由塔的下部進入,而廢水則由塔頂落至塔底集水池。
影響氨吹脫效果的主要因素有:
(1)pH值 一般將pH值提高至10.8~11.5;
(2)溫度 水溫降低時氨的溶解度增加,吹脫效率降低。例如,20℃時氨去除率為90~95%,而10℃時降至約75%,這為吹脫塔在冬季運行帶來困難;
(3)水力負荷 水力負荷(m3/m2.h)過大,將破壞高效吹脫所需的水流狀態,而形成水幕;水力負荷過小,填料可能沒有適當濕潤,致使運行不良,形成干塔。一般水力負荷為2.5~5m3/m2.h;
(4)氣水比 對於一定塔高,增加空氣流量,可提高氨去除率;但隨著空氣流量增加,壓降也增加,所以空氣流量有一限值。一般,氣/水比可取2500~5000(m3/m2);
(5)填料構型與高度 由於反復濺水和形成水滴是氨吹脫的關鍵,因此填料的形狀、尺寸、間距、排列方式夠都對吹脫效果有影響。一般,填料間距40~50mm,填料高度為6~7.5m。若增加填料間距,則需更大的填料高度;
(6)結垢控制 填料結垢(CaCO3)特降低吹脫塔的處理效率。控制結垢的措施有:用高壓水沖洗垢層;在進水中投加阻垢劑:採用不合或少含CO2的空氣吹脫(如尾氣吸收除氨循環使用);採用不易結垢的塑料填料代替木材等。
空氣吹脫法除氨,去除率可達60~95%,流程簡單,處理效果穩定,基建費和運行費較低,可處理高濃度合氨廢水。但氣溫低時吹脫效率低,填科結垢往往嚴重干擾運行,且吹脫出的氨對環境產生二次污染。
四、折點氯化
投加過量氯或次氯酸鈉(超過"折點",參見第十四章),使廢水中氨完全氧化為N2的方法,稱為折點氯化法,其反應可表示為:
NH4+十1.5HOCl→0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-
由反應式可知,到達折點的理論需氯(C12)量為7.6kg/kg(NH3-N),而實際需氯量在8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7進行反應,則投葯量可最小。接觸時間一般為0.5~2h。嚴格控制pH值和投氯量,可減少反應中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有機物。
折點氯化法對氨氮的去除率達90~100%,處理效果穩定,不受水溫影響,基建費用也不高。但其運行費用高;殘余氯及氯代有機物須進行後處理。
在目前採用的四種脫氮工藝中,物理化學法由於存在運行成本高、對環境造成二次污染等問題,實際應用受到-定限制。而生物脫氮法能餃為有效和徹底地除氮,且比較經濟,因而得到較多應用。
8. 離子交換器運行或反洗中跑樹脂是為什麼
一種情況是水帽出現破損,應及時更換。還有一種情況是樹脂磨損變細小,從水帽縫隙中流出,這是正常情況,反洗的目的之一就是把這些磨損細小的樹脂沖出以免樹脂床層工作的時候阻力過大。
9. 離子交換法的運行操作過程有哪些步驟
離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水,水中的離子會與固定在樹脂上的回離子交換。答常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前,先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂,以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。
離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子,而以氫氧根離子交換陰離子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯製成的陽離子交換樹脂會以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的,以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。
陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中,分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起,置於同一個離子交換床中。不論是哪一種形式,當樹脂與水中帶電荷的雜質交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子,就必須進行「再生」。再生的程序恰與純化的程序相反,利用氫離子及氫氧根離子進行再生,交換附著在離子交換樹脂上的雜質。
10. 混合離子交換器運行周期一般為多少
呵呵!你這問題問得…混床的周期制水量是以設備載體容積的量和設備進水指標的質量,通過折算就知道了設備周期制水量了(設備工作交換容量)…。一傑水質